风力发电机组的组成部分
风电场考试题及答案
风电场考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题，共20分）1. 风电场中风力发电机组的主要能量来源是？A. 太阳能B. 风能C. 水能D. 核能答案：B2. 以下哪项不是风力发电机组的组成部分？A. 塔筒B. 叶片C. 齿轮箱D. 电池答案：D3. 风电场的选址主要考虑的因素不包括？A. 风速B. 地形C. 交通D. 土壤酸碱度答案：D4. 风力发电机组的额定功率是指？A. 发电机组的最大输出功率B. 发电机组的最小输出功率C. 发电机组的平均输出功率D. 发电机组在无风时的输出功率答案：A5. 以下哪种材料不适合用于制造风力发电机组的叶片？A. 玻璃纤维B. 碳纤维C. 铝合金D. 木材答案：D6. 风电场的并网操作中，以下哪项是必须考虑的？A. 电压匹配B. 频率匹配C. 相位匹配D. 以上都是答案：D7. 风电场的维护中，以下哪项不是常规检查的内容？A. 叶片的完整性B. 齿轮箱的油位C. 塔筒的垂直度D. 发电机组的重量答案：D8. 风电场的发电量与以下哪项因素无关？A. 风速B. 叶片长度C. 机组数量D. 机组颜色答案：D9. 风电场的运行中，以下哪项是提高发电效率的关键？A. 提高风速B. 增加机组数量C. 优化控制策略D. 减少机组数量答案：C10. 风电场的环境影响评估中，以下哪项不是评估的内容？A. 噪音影响B. 视觉影响C. 生态影响D. 经济效益答案：D二、多项选择题（每题3分，共5题，共15分）1. 风电场的建设需要考虑的自然因素包括？A. 风速和风向B. 地形和地貌C. 气候和气象D. 土壤条件E. 交通条件答案：ABCD2. 风力发电机组的维护中，以下哪些是重要的维护项目？A. 叶片的清洁B. 齿轮箱的润滑C. 塔筒的防腐D. 电气系统的检查E. 机组的重新涂装答案：ABCD3. 风电场的经济效益评估中，需要考虑的因素包括？A. 初始投资成本B. 运行和维护成本C. 发电成本D. 政策补贴E. 环境影响答案：ABCD4. 风电场的并网技术要求包括？A. 电压等级B. 频率控制C. 功率因数D. 无功补偿E. 电网稳定性答案：ABCDE5. 风电场的环境影响评估中，需要考虑的生态因素包括？A. 鸟类迁徙路径B. 植被覆盖C. 土壤侵蚀D. 水资源影响E. 噪音污染答案：ABCDE三、判断题（每题1分，共5题，共5分）1. 风电场的建设不需要考虑当地的气候条件。
风机塔筒的型式
风机塔筒的型式风机塔筒是风力发电机组的核心组成部分之一，其主要作用是支撑风机转子和风机发电机，并提供良好的气流通道，以便将风能转化为电能。
风机塔筒的型式多样，不同的型式适用于不同的地理环境和风能资源。
一、水泥塔筒水泥塔筒是一种常见的风机塔筒型式。
其主要特点是结构坚固、稳定性好，能够承受较大的风载荷。
水泥塔筒一般由多段水泥筒体组成，每段筒体之间通过螺栓连接。
水泥塔筒的建造需要借助大型施工机械和专业施工队伍，工期较长且成本较高。
但由于其耐久性好，使用寿命长，是风力发电场常用的塔筒型式之一。
二、钢管塔筒钢管塔筒是另一种常见的风机塔筒型式。
与水泥塔筒相比，钢管塔筒的建造更加简便，施工周期短，成本相对较低。
钢管塔筒一般由多节钢管组成，通过焊接或螺栓连接。
钢管塔筒的优点是重量轻、抗风能力强，适用于复杂多变的地理环境。
然而，钢管塔筒的寿命相对较短，需要定期检查和维护，以确保其安全可靠运行。
三、混凝土塔筒混凝土塔筒是近年来新兴的风机塔筒型式之一。
混凝土塔筒的建造相对简单，成本较低，同时具有较好的耐久性和抗风能力。
混凝土塔筒的制造过程中，可以采用钢筋混凝土或预应力混凝土等材料，以增加其强度和稳定性。
混凝土塔筒的优点是耐久性好，使用寿命长，适用于各种不同的地理环境和气候条件。
四、复合材料塔筒复合材料塔筒是近年来的发展趋势之一。
复合材料塔筒采用高强度的玻璃纤维增强塑料或碳纤维增强塑料制造，具有重量轻、耐腐蚀、绝缘等优点。
复合材料塔筒的建造相对简单，可以在工厂预制后运输到现场进行组装。
然而，复合材料塔筒的制造技术相对较新，需要进一步研发和验证其可靠性和安全性。
五、其他型式除了上述常见的风机塔筒型式外，还有一些其他型式的风机塔筒，如木塔筒、塑料塔筒等。
这些型式的塔筒主要适用于小型风力发电机组或特殊环境下的应用。
风机塔筒的型式多样，不同的型式适用于不同的地理环境和风能资源。
在选择风机塔筒型式时，需要考虑到风能资源、地理环境、建造成本、使用寿命等因素，并根据实际情况做出合理的选择。
风力发电构造及原理
风力发电构造及原理
风力发电是一种利用风能将风轮转动，进而驱动发电机产生电能的方法。
风力发电主要由以下几个构造组成：
1. 风轮：也称风能转换装置，是将风能转化为机械能的装置。
风轮通常由多个叶片组成，具有较大的面积，可以更好地捕获风能。
风轮形状一般为高度弯曲的螺旋状，以提高风能转换效率。
2. 风轮轴：连接风轮和发电机的轴道，负责传递风能转换的机械能。
3. 发电机：将机械能转化为电能的装置。
当风轮转动时，风轮轴会带动发电机转动，发电机中的磁场和线圈之间的相对运动产生电流，从而产生电能。
4. 控制系统：用于监测和调节风力发电机组的运行状态。
控制系统能够根据风速和发电机负荷情况，自动调整风轮的转速和方向，以确保风力发电机组的安全运行和发电效率。
风力发电的原理是通过将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能。
当风流通过风轮时，风轮会受到风力的作用而旋转。
风轮上的叶片被风力推动，使得整个风轮转动。
风轮转动的机械能通过风轮轴传递给发电机，发电机将机械能转化为电能。
发电机通过磁场和线圈之间的相对运动产生交流电，经过整流等处理后，最终输出为可用的电能。
风力发电机组构成
固定式轮毂： 相对固定铰链式轮毂： 自由的铰链式轮毂：
2、 传动系
将风轮的力和力矩通过变速后传递给发电机，当风轮转速过高 时并能限制传动轴转动。
传动系包括低速传动轴、叶片刹车盘、增速箱、耦合器和高速 传动轴。
齿轮箱和叶片：中国风电发展限制的主要因素。
2.1齿轮箱
（1）由于发电机转速高，二极三相交流发电机转速约每分 钟3000转，四极三相交流发电机转速约每分钟1500转， 六极三相交流发电机转速约每分钟1000转，而风力机风轮 转速低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力 机转速约每分钟几十转甚至十几转。这么大的转速差别， 风轮只有通过齿轮箱增速才能带动发电机以额定转速旋转。
南高齿还与美国通用开展技术合作，专为通用公司做配套。
齿轮箱外资企业主要是弗兰德机电传动（天津）有限公司，2005年被西门子公司 收购后改名西门子机械传动（天津）有限公司，主要为外资整机厂供货。
2.2轴 承
风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂， 目前几乎全部依赖进口，主要的国外厂商有 SKF、FAG等；其他部位的轴承，如偏航轴 承和变桨轴承，徐州罗特艾德公司可以生产。
风力发电系统构成
一、风力发电机组的系统组成
风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及控制设 备的组合。
水平轴发电装置通常包括风叶、传动机构（传动轴、增速 器）、停车制动器、发电机、机座、 塔架、调速器（或限 速器）、对风装置、储能装置和控制器等。
（1）叶轮
将风的动能转换为机械能并带动其它装置。 叶轮由叶片与轮毂组成。 1.1叶片数目的确定 依据使用目的、当地风能状况决定采用高速或低速风轮后。 叶片数选择的基本原则： （1）提高风轮转速就要减少叶片数，这样可使齿轮箱变速比减小，并可降
上海电气风力发电 机组结构
fibre or copper
Rotor Controller
1100VDC
UDC
DClink voltage
fibre or copper
fFilitleterrbbaankk 2
1000/0,1A
iR1..3
dV/dT
μ Filter
1152uHH, 555500AA
rotor current feedback
• 如果所有叶片处于顺桨位置，转子端的锁紧装置只能用于风速低于10m/s （10 分钟平均风速）的时候。如果不是所有叶片都处于顺桨位置，转子端的 锁紧装置只能用于风速低于5.0m/s（10 分钟平均风速）的时候
• 如果所有叶片没有处于顺桨位置，叶轮旋转轴线必须旋转到与风向成90°位 置并且偏航系统在此位置锁定（偏航程序150）。
• 维护驱动链时，风轮必须被风轮刹车和转子刹车装置锁定。转子刹车装置只 能由专员操作。
• 如果所有叶片都处于顺桨位置（叶片与风轮扫风平面成90 度角），可以在风 速低于15m/s（10 分钟平均风速）时，利用发电机端齿轮轴的锁紧装置锁定 驱动链以进行维护工作。如果不是所有叶片都处于顺桨位置，则只能在风速 低于8m/s（10 分钟平均风速）时使用风轮锁紧装置锁定驱动链。
硬件结构
SEG变频柜（正面）
SEG变频柜（背面）
1S1
1S2 1S3 1S4
硬件结构
热交换器
电机侧du/dt滤波器
电机侧变换器和网侧变换器 电网侧电抗器
过压保护器
硬件结构
3相自耦变压器
dc-link测量单元
to转子
SU网侧变换器 控制模块
硬件结构
电网解列继电器
霍耳传感器电源模块 滤波器组1
风力发电原理图
风力发电原理图风力发电原理图风力发电是利用风能将其转化为电能的一种清洁能源发电方式。
风力发电原理图展示了风力发电机组的基本组成部分和工作原理。
一、风轮和主轴风轮是风力发电机组的核心部件，也是风能转化为机械能的关键组件。
风轮通常由几个叶片组成，通过设计与空气相互作用，将空气中的动能转化为旋转运动。
风轮固定在主轴上，主轴承受叶片产生的旋转力矩，并将旋转动能传递给发电机。
二、发电机发电机是风力发电系统中的关键设备，负责将机械能转化为电能。
通常使用的是同步发电机，其工作原理是利用电磁感应产生电流。
主轴高速旋转时，通过磁场与线圈的相互作用，感应出交流电流。
这个交流电流进一步通过变压器和电力系统进行升压和输送。
三、塔架和朝向系统风力发电机组安装在高塔架上，以在更高的位置捕捉更多的风能。
塔架通常由钢构件构成，以保持结构的稳定性和强度。
此外，风力发电机组还配备了朝向系统，用于通过自动或手动调整朝向控制风轮叶片的角度，以最大限度地利用风能。
四、控制系统和传感器风力发电机组还配备了控制系统和各种传感器，用于监测和控制发电机组的运行状态。
控制系统负责对整个系统进行监测和管理，确保发电机组的安全运行。
传感器可用于测量风速、风向、温度等参数，并将这些数据反馈给控制系统，以实现精确的控制。
五、电力系统风力发电机组产生的电能需要通过电力系统进行输送和利用。
电力系统可将发电机产生的低电压交流电转换为高电压交流电，并将其输送到电网中进行分配和供应。
六、可再生能源电力设备可再生能源电力设备包括变电站、配电设备和能量存储设备等。
变电站用于将风力发电机输送的高电压电能转换为可供用户使用的低电压电能。
配电设备用于将电能分配给不同的用户。
能量存储设备，如电池和超级电容器，可用于储存多余的电能，并在需要时释放给电力系统。
风力发电原理图简单描述了风力发电的基本组成部分和工作原理。
通过风轮和主轴将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电机组的结构及组成
4 玻璃钢叶片的优点
可充分根据叶片的受力特点设计强度和刚度 容易成型，易于达到最大气动效果的翼型 优良的动力性能和较长的使用寿命 维修简便，以节省大量人力物力 耐腐蚀性和耐气候性好 易于修补
20
3.2.2 轮毂
轮毂是将叶片和叶片组固定到转轴上的装置。它 将风轮的力和力矩传递到主传动机构中
• 轮毂是用铸钢或钢板焊接而成。铸钢在加工前 要对其进行探伤，绝不允许有夹渣，缩孔，砂 眼，裂纹等缺陷。焊接的轮毂，其焊缝必须经 过超声波检查，并按浆叶可能承受的最大离心 力载荷确定钢板的厚度。此外，还要考虑交变 应力引起的焊缝疲劳
叶片的主要材料特性
纤维增强复合材料 玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料 玻璃钢复合材料
3 玻璃钢叶片
用于叶片制造的材料一般有木材、金属，如 钢和铝，以及玻璃钢。由于叶片的木材一般要选 用优质木材，如桦木、核桃木等，材料来源困难、 取材率低、造价高、维修不便。钢金属材料制造， 又存在加工复杂、工艺装备多、生产周期长、产 品不耐腐蚀等一系列问题。因此，目前在国内已 很少选用木材或金属制造叶片，大多数采用玻璃 钢。
轮箱；7－刹车机构；8－联轴器；9－发电机；10－散热器；11－冷却风扇 ；12－风速仪和风向标；13－控制系统；14－液压系统；15－偏航驱动； 16－偏航轴承；17－机舱盖；18－塔架；19、变桨距部分
3.2.1 风轮及其组成
叶片
风轮 轮毂
风轮 轴
风轮的组成图
风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别 于其它动力机的主要标志。风轮的作用是捕捉和 吸收风能。并将风能转变成机械能。再由风轮轴 将能量送给传动装置以水平轴升力型风力机的风 轮为例(下图)来说明风轮功率的计算。
第三讲 风力发电机组的结构及组成
风电塔筒受力模型分析研究毕业设计论文
风电塔筒受力模型分析研究毕业设计论文风电塔筒是风力发电机组的重要组成部分，其主要功能是承担风力发电机组的重量以及风力荷载的作用，稳定地支撑风力发电机组运行。
因此，风电塔筒的受力性能分析研究对于风力发电机组的设计和运行具有重要意义。
本文将对风电塔筒的受力模型进行分析研究，通过建立合理的受力模型，深入探讨风电塔筒在不同工况下的受力情况，为风力发电机组的设计和运行提供理论依据。
首先，本文将对风电塔筒的结构进行简要介绍。
风电塔筒一般采用钢材制造，具有圆柱形状，由多个环形钢板焊接而成。
风电塔筒的底部通常通过预埋基础与地面连接，顶部则连接风力发电机组的机舱。
风电塔筒的高度和直径通常根据具体的风电场设计要求确定。
其次，本文将建立风电塔筒的受力模型。
风电塔筒主要受到以下几种力的作用：重力载荷、风荷载、地震载荷等。
重力载荷是由风力发电机组以及风电塔筒自身的重量引起的。
风荷载是由风力作用在风电塔筒表面引起的，其大小与风速、风向以及塔筒表面积等因素有关。
地震载荷是由地震震动引起的，其大小与地震震级、地震波传播路径等因素有关。
建立合理的受力模型是分析风电塔筒受力性能的基础。
然后，本文将分析风电塔筒在不同工况下的受力情况。
首先分析重力载荷的作用，以确定风电塔筒的自重和上部负载对其受力性能的影响。
然后分析风荷载的作用，通过建立风荷载模型，探讨风力速度、风向等因素对风电塔筒受力的影响。
最后分析地震载荷的作用，通过建立地震载荷模型，研究地震波传播路径、地震震级等因素对风电塔筒受力性能的影响。
最后，本文将对风电塔筒的受力模拟结果进行分析讨论，并提出相应的设计和改进建议。
通过对受力模型的研究，可以对风电塔筒的结构进行优化设计，提高其受力性能和稳定性，从而保证风力发电机组的安全运行。
综上所述，本文将通过对风电塔筒的受力模型进行分析研究，深入探讨其在不同工况下的受力情况，为风力发电机组的设计和运行提供理论依据。
同时，本文还将对受力模拟结果进行分析讨论，并提出相应的设计和改进建议，以进一步提高风电塔筒的受力性能和稳定性。
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风力发电机组的组成部分
风力发电机组是一种利用风能将其转化为电能的设备。
它主要
由风轮、传动装置、发电机、控制系统和支架等几部分组成。
在
接下来的文章中，我们将逐一对风力发电机组的这几个组成部分
进行详细的介绍。
风轮
风轮是风力发电机的核心组成部分，它承担着转化风能为机械
能的任务。
它通常是由多个叶片组成，且尺寸和形状各异，一般
有二、三、四、五等不同叶片数。
在风能的作用下，叶片旋转，
通过传动装置将旋转的能量传递到发电机中。
传动装置
传动装置是将叶轮旋转能量传递给发电机的一个重要组成部分，它由减速器和轴系组成。
减速器是将叶轮高速旋转的转速减低至
适合发电机的转速。
轴系是机组整个旋转系统的支撑，也是组织
叶片旋转的“传动桥梁”。
发电机
发电机是将叶轮通过传动装置所传递过来的机械能转化为电能的关键部分。
它的工作原理是利用磁场和电流的相互作用，将机械能转化为电能，这样才能将风能转为可用的能源。
发电机的容量决定了风力发电机组的发电量和输出功率的大小。
控制系统
控制系统是风力发电机组的大脑，它可以控制机组安全和高效的运转。
它主要由风速测量系统、偏航控制系统和保护控制系统三个部分组成。
风速测量系统从风速仪接收风速信息，控制机组的转动；偏航控制系统使风能在不同方向吹来时，机组转向对准风源；保护控制系统可以监测机组的运行情况，检测可能出现的故障，保护整个机组安全运行。
支架
支架是风力发电机组的支撑系统，不仅支持机组转动和发电，还要承受外界风的冲击和风压。
支架的稳定性和结构的合理性是机组运行的保证，它直接决定机组的寿命和运行安全性。
最后，风力发电机组需要完整、可靠的网络系统对每个部件进行监控和管理。
在低效率的情况下，风力发电机组的维护和管理非常昂贵，这一点需要重视。
维护保养包括检查和更换零部件，也包括保持机组的清洁，尤其是叶片的定期清洗。
只有保证每个部分的正常运行，才能摆脱燃煤和核能等传统能源的依赖，更好地利用风能进行能源转换。